Training Factory Industry 4.0 24V dengan PLC Siemens S7-1500
Tujuan Pembelajaran
Setelah menyelesaikan modul ini, peserta didik diharapkan mampu:
-
Memahami konsep dasar dan penerapan Industry 4.0 dalam lingkungan produksi.
-
Mengoperasikan dan memprogram PLC Siemens S7-1500 menggunakan TIA Portal V16.
-
Mengintegrasikan sistem otomasi dengan teknologi IoT menggunakan MQTT dan OPC UA.
-
Memonitor dan menganalisis data produksi secara real-time melalui dashboard berbasis cloud.
-
Mengimplementasikan sistem pelacakan produk menggunakan teknologi NFC/RFID.
Komponen Utama Sistem
Sistem ini terdiri dari beberapa modul yang merepresentasikan proses produksi nyata:
-
Stasiun Penyimpanan dan Pengambilan: Untuk menyimpan dan mengambil bahan baku secara otomatis.
-
Robot Gripper Vakum: Untuk memindahkan benda kerja antar stasiun.
-
Gudang Bertingkat (High-Bay Warehouse): Untuk penyimpanan barang dengan sistem rak bertingkat.
-
Stasiun Multi-Proses dengan Oven: Untuk proses manufaktur yang memerlukan pemanasan.
-
Garis Penyortiran dengan Deteksi Warna: Untuk menyortir produk berdasarkan warna.
-
Sensor Lingkungan: Untuk memantau suhu, kelembaban, tekanan udara, dan kualitas udara.
-
Kamera Putar: Untuk pemantauan visual seluruh sistem secara real-time.
Setiap benda kerja dilengkapi dengan tag NFC yang memungkinkan pelacakan status secara digital melalui dashboard.
Sistem Kontrol dan Integrasi
-
PLC Siemens S7-1500: Sebagai unit kontrol utama, diprogram menggunakan Structured Text (ST) di TIA Portal V16.
-
Kontroler fischertechnik TXT 4.0: Bertindak sebagai penghubung antara sensor/aktuator 9V dan sistem PLC melalui MQTT.
-
Raspberry Pi 4 dengan Node-RED: Berfungsi sebagai IoT Gateway yang menerjemahkan komunikasi MQTT ke OPC UA untuk integrasi dengan PLC.
-
Koneksi Cloud: Melalui router WLAN internal, memungkinkan pemantauan dan kontrol sistem melalui browser web (Chrome atau Firefox) dengan keamanan data yang terjamin.
Perangkat Lunak dan Sumber Belajar
-
Program PLC: Tersedia dalam format Structured Text (ST) dan dapat diakses melalui portal eLearning fischertechnik atau diunduh dari GitHub.
-
Dashboard Cloud: Untuk pemantauan status produksi secara real-time dan analisis data.
-
Dokumentasi Teknis: Termasuk diagram blok, rencana penempatan, dan panduan pengguna cepat.
Aktivitas Praktikum
-
Pemrograman Dasar PLC: Menulis dan menguji program kontrol untuk modul penyimpanan dan pengambilan.
-
Integrasi Sensor: Menghubungkan sensor lingkungan dan membaca data melalui dashboard.
-
Pelacakan Produk: Menggunakan tag NFC untuk melacak status benda kerja sepanjang proses produksi.
-
Pemantauan Jarak Jauh: Mengakses kamera dan data sensor melalui dashboard cloud untuk pemantauan real-time.
-
Analisis Data Produksi: Menggunakan data yang dikumpulkan untuk menganalisis efisiensi dan kualitas proses produksi.
Mata Kuliah: Praktikum Teknik Kendali
Topik: Sistem Kendali Otomatis Berbasis PLC
Media: Training Factory Industry 4.0 24V, PLC Siemens S7-1500, TIA Portal V16
Capaian Pembelajaran
Mahasiswa mampu:
-
Menjelaskan konsep sistem kendali otomatis menggunakan PLC.
-
Menjelaskan prinsip kerja PLC Siemens S7-1500 dan komponennya.
-
Mengembangkan logika ladder diagram atau structured text (ST) untuk mengontrol salah satu modul di Training Factory Industry 4.0.
-
Melakukan simulasi dan pengujian sistem kendali secara real-time.
Materi Pokok
-
Pengantar sistem kendali otomatis.
-
Struktur dasar PLC Siemens S7-1500.
-
Perangkat lunak TIA Portal dan dasar pemrograman ST.
-
Studi kasus: Kontrol robot gripper menggunakan sensor posisi dan aktuator pneumatik.
-
Implementasi kendali otomatis pada salah satu proses dalam training factory (misal: pengambilan benda kerja).
Aktivitas Praktikum
Praktikum: Kendali Robot Gripper dengan PLC
Deskripsi: Mahasiswa membuat program untuk mengontrol gripper vakum yang mengambil dan memindahkan benda kerja dari satu titik ke titik lain menggunakan sensor posisi dan motor aktuator.
Langkah:
-
Mengamati diagram blok gripper dan membaca dokumentasi I/O.
-
Merancang logika kontrol (menggunakan flowchart atau truth table).
-
Membuat program ST sederhana di TIA Portal.
-
Men-download program ke PLC dan menguji fungsinya.
-
Mengamati respon sistem dan mencatat data waktu respon, error, dan kondisi abnormal.
Penilaian
| Komponen | Bobot |
|---|---|
| Partisipasi dan Diskusi | 10% |
| Desain Logika Kendali | 30% |
| Implementasi Program | 30% |
| Laporan Hasil Praktikum | 30% |
Tugas Mandiri
Tugas:
Modifikasi program agar sistem dapat mendeteksi benda kerja berwarna merah dan hanya memindahkan benda tersebut ke jalur produksi berikutnya. Gunakan sensor warna dan logika IF pada ST.
PRAKTIKUM
PENYIMPANAN STOCK BARANG DARI INDUSTRI 4.0
Tujuan Praktikum
Memahami proses kerja hardware dari industry 4.0 untuk penyimpanan atau pengisian stock dari industry
Memahami proses kerja software dari industry 4.0 untuk penyimpanan atau pengisian stock dari industry
Persiapan Praktikum
Koneksikan internet modem ke koneksi internet yang tersedia
Tekan tombol Power pada Robotics TXT Controller
Tekan tombol Start Program
Pastikan Logo koneksi wifi pada Robotics TXT Controller
Pada Laptop / PC buka browser ( Chrome / Edge / Brave / Firefox ) kemudian masukan situs www.fischertechnik-cloud.com
Langkah Praktikum
Pada Factory Dashboard perhatikan pada bagian Order, jumlah stock workpiece dari masing-masing workpiece harus 0
Letakkan Sample Warna Biru ke bagian Delivery and Pick-Up Station di atas sensor warna
Perhatikan status dari NFC Reader
Pada Factory Dashboard perhatikan bagian Factory Status
Ketika bagian sensor pada masing-masing bagian menyala menandakan bahwa sensor pada bagian tersebut sedang bekerja
Perhatikan proses pada bagian Production status
Setelah proses pendataan stock selesai status stock pada inventory akan bertambah
Lakukan hal yang sama untuk workpiece putih dan merah
Lakukan Analisa proses kerja dari proses penyimpanan barang ( proses hardware dan software ) yang dilakukan oleh alat.
PRAKTIKUM
ORDER BARANG DARI INDUSTRI 4.0
Tujuan Praktikum
Memahami proses kerja hardware dari industry 4.0 untuk proses ordering dan pengiriman barang dari industry
Memahami proses kerja software dari industry 4.0 untuk proses ordering dan pengiriman barang dari industry
Persiapan Praktikum
Koneksikan internet modem ke koneksi internet yang tersedia
Tekan tombol Power pada Robotics TXT Controller
Tekan tombol Start Program
Pastikan Logo koneksi wifi pada Robotics TXT Controller
Pada Laptop / PC buka browser ( Chrome / Edge / Brave / Firefox ) kemudian masukan situs www.fischertechnik-cloud.com
Langkah Praktikum
Pada Factory dashboard perhatikan bagian Order, pastikan pada masing-masing workpiece terdapat stock masing-masing 1
Pilih Order pada Blue Workpiece
Perhatikan proses kerja dari industry 4.0 ketika order masuk pada bagian Factory Status
Perhatikan proses kerja pada bagian Production Status
Perhatikan status dari NFC Reader
Ambil Workpiece pada bagian output tray
Lakukan hal yang sama untuk order workpiece warna merah dan putih
Lakukan Analisa untuk proses ordering dari industry 4.0 dari bagian hardware dan software